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公開番号2025015624
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-30
出願番号2024198433,2022019081
出願日2024-11-13,2022-02-09
発明の名称所定の設計仕様の焼成後の柱状ハニカム成形体が得られるか否かを予測する方法
出願人日本碍子株式会社
代理人アクシス国際弁理士法人
主分類G01N 3/00 20060101AFI20250123BHJP(測定;試験)
要約【課題】焼成前の柱状ハニカム成形体に基づいて、所定の設計仕様の焼成後の柱状ハニカム成形体が得られるか否かを予測する方法を提供する。
【解決手段】当該方法は、前記焼成前の柱状ハニカム成形体の第一底面又は第二底面の少なくとも一方を観察することによって、最外周におけるパーシャルセルを除く多角形セルのうち、90%以上の数の多角形セルに対して、開口部分の形状を特徴付ける構造係数、セル方向及び長辺短辺比、並びに、角部を画定する隔壁部分の面積から選択される1種以上のパラメータを測定する工程1と、工程1で測定されたパラメータに応じた1種以上の統計量を工程1の結果に基づき算出する工程2と、工程2で算出された1種以上の統計量と、前記所定の設計仕様及び統計量の種類に応じて予め定めた判定基準とを比較する工程3とを含む。
【選択図】図9
特許請求の範囲【請求項１】
外周側壁と、外周側壁の内周側に配設され、第一底面から第二底面まで流路を形成する複数の多角形セルを区画する隔壁とを備えた柱状ハニカム構造部を有する焼成前の柱状ハニカム成形体の測定結果に基づき、所定の焼成条件で焼成した場合に所定の設計仕様の焼成後の柱状ハニカム成形体が得られるか否かを予測する方法であって、
前記焼成前の柱状ハニカム成形体の第一底面又は第二底面の少なくとも一方を観察することによって、最外周におけるパーシャルセルを除く多角形セルのうち、９０％以上の数の多角形セルに対して、開口部分の形状を特徴付ける構造係数、セル方向及び長辺短辺比、並びに、角部を画定する隔壁部分の面積から選択される１種以上のパラメータを測定する工程１と、
工程１で測定されたパラメータが構造係数である場合は、算術平均及び中央値から選択される１種以上の統計量、
工程１で測定されたパラメータがセル方向である場合は、標準偏差及び尖度から選択される１種以上の統計量、
工程１で測定されたパラメータが長辺短辺比である場合は、算術平均、標準偏差及び最大値から選択される１種以上の統計量、
工程１で測定されたパラメータが角部を画定する隔壁部分の面積である場合は、尖度及び歪度から選択される１種以上の統計量、
を工程１の結果に基づき算出する工程２と、
工程２で算出された１種以上の統計量と、前記所定の設計仕様及び統計量の種類に応じて予め定めた判定基準とを比較する工程３と、
を含む方法。
続きを表示（約 260 文字）【請求項２】
前記柱状ハニカム成形体と同一の設計仕様の別の複数の柱状ハニカム成形体について予め求めた、焼成前の柱状ハニカム成形体に対する前記１種以上の統計量と前記所定の焼成条件で焼成後の当該別の複数の柱状ハニカム成形体の強度との相関関係を利用して、工程２で算出された１種以上の統計量に基づき前記焼成前の柱状ハニカム成形体を当該所定の焼成条件で焼成した後の柱状ハニカム成形体の強度を推定する工程４を含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記強度はアイソスタティック破壊強度である請求項２に記載の方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は一実施形態において、焼成後の柱状ハニカム成形体の強度と相関をもつ統計量を探索する方法に関する。また、本発明は別の一実施形態において、所定の設計仕様の焼成後の柱状ハニカム成形体が得られるか否かを予測する方法に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
自動車、化学、電力、鉄鋼等の様々な分野において、環境対策や特定物資の回収等のために使用される触媒担体又はフィルタとして、耐熱性、耐食性に優れるセラミックス製の柱状ハニカム構造体が採用されている。柱状ハニカム構造体は、外周側壁と、外周側壁の内周側に配設され、第一底面から第二底面まで延びる複数のセルを区画形成する隔壁とを有する。一般に、柱状ハニカム構造体は、セラミックス原料粉末、分散媒、バインダー及び造孔剤等を混合及び混練して坏土を作製した後、所定の形状に成形して柱状ハニカム成形体とし、これを焼成する工程を経て製造される。
【０００３】
柱状ハニカム構造体は、衝撃及び熱負荷に耐えるために、十分な機械的強度を必要とする。特に、車両のフィルタ又は触媒担体として使用される柱状ハニカム構造体は、「キャニング（canning）」と称されるプロセス中に金属筐体中に配置できるように十分な機械的強度を有しなければならない。
【０００４】
柱状ハニカム構造体の機械的強度の１つの目安がアイソスタティック破壊強度である。柱状ハニカム構造体のアイソスタティック破壊強度の測定においては、柱状ハニカム構造体を圧力容器内の水中に沈め、水圧を徐々に増加させることで柱状ハニカム構造体に等方的な圧力を加える試験が行われる。圧力容器内の水圧が徐々に増加することで、最終的に柱状ハニカム構造体の隔壁や外周側壁に破壊が生じる。破壊が生じた際の圧力の値（破壊強度）がアイソスタティック破壊強度である。
【０００５】
しかしながら、アイソスタティック破壊強度の測定を実施する際、圧力容器内へ試験品をセットして圧力を掛けるという作業が発生するため時間を要する。また、アイソスタティック破壊強度の測定によって、柱状ハニカム構造体に損傷が生じる。このため、柱状ハニカム構造体の品質検査のためにアイソスタティック破壊強度を直接測定することは、非現実的である。このような事情から、柱状ハニカム構造体の強度検査を簡便に実施する方法が従来提案されている。
【０００６】
例えば、特開２０１７－９６８７９号公報（特許文献１）及び特開２００１－４１８６７号公報（特許文献２）では、測定時間の短縮が可能な、弾性体を利用した簡易的な破壊強度試験方法が提案されている。
【０００７】
特表２０１９－５１２０７９号公報（特許文献３）では、ウェブを有するセラミック物品について、ウェブのデジタル画像を記録する工程と、当該デジタル画像に基づいてセラミック物品の２Ｄ表現を形成する工程と、当該２Ｄ表現に与えられるアイソスタティック圧力の選択量をシミュレートして、ウェブの２Ｄ表現内の最大応力値を特定する工程と、最大応力値を用いてセラミック物品のアイソスタティック破壊強度を特定することを含む、セラミック物品のアイソスタティック破壊強度を特徴づける非接触方法が開示されている。
【０００８】
また、柱状ハニカム構造体の強度を検査することを目的とした発明ではないが、特開２０１５－１６１５４３号公報（特許文献４）には、セラミック製のハニカム構造体のセル変形欠陥を短時間で検査する目的で、所定の一部のセルについてのみ、隔壁に内接する内接円の大きさを画像解析装置を用いて測定することが提案されている。
【０００９】
特開２０２１－１３９８５６号公報（特許文献５）では、焼成前又は焼成後の柱状セラミックス成形体が有する複数のセルのうち異常な大きさの開口を有するセルの数が、焼成後の柱状ハニカム成形体の強度と有意な相関関係を示すという知見に基づき、非破壊で実施可能であり、強度検査に代替可能な焼成前又は焼成後の柱状ハニカム成形体の検査方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
特開２０１７－９６８７９号公報
特開２００１－４１８６７号公報
特表２０１９－５１２０７９号公報
特開２０１５－１６１５４３号公報
特開２０２１－１３９８５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
（【００１１】以降は省略されています）

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